全 文 ：欧李果实中矿质元素、干物质和水分的分配及相关性
马建军，任艳军，杜 彬，于凤鸣，张立彬，肖 啸
（河北科技师范学院，河北秦皇岛 066004）
摘要：【目的】揭示欧李果实发育过程中矿质元素、干物质和水分的分配规律及相互关系，为研究欧李果实矿质元
素吸收机制提供理论依据。【方法】以野生欧李为试材，研究野生欧李果实发育期不同阶段（幼果膨大期、硬核期、成熟
增长期）结果基生枝矿质营养元素（Cu、Zn、Fe、Mn、Ca、Mg、K）在各组织器官中的分配及其与干物质和水分分配的相
关性。【结果】各组织器官中Cu、Zn、Fe、Mn、Mg元素分配总体表现为：新梢＞果实＞韧皮部＞木质部；K分配与水分分配变
化规律一致，表现为：果实＞新梢＞韧皮部＞木质部；而Ca元素在新梢中分配居多，其次为韧皮部。各组织器官中矿质元
素与干物质和水分分配的相关规律各异，其中K元素的相关性最为显著。【结论】欧李各组织器官干物质积累和水分代
谢影响矿质元素吸收与积累，K元素代谢对果实钙素吸收影响最大。
关键词：欧李；果实；发育期；组织器官；矿质元素；干物质；水分；相关性
中图分类号：S662.301 文献标识码：A 文章编号：2095-1191（2011）05-0483-05
收稿日期：2011-01-22
基金项目：河北省自然科学基金项目（C2008000483）
作者简介：马建军（1964-），男，河北昌黎人，研究员，主要从事植物营养与农业环境化学研究工作
0 引言
【研究意义】欧李（Cerasus humilis）是我国特有的
一种野生果树资源，欧李果实中富含糖、蛋白质和维
生素C等，同时含有大量儿童所必需的氨基酸，尤以
果实中Ca、Fe含量高而受到消费者青睐（曹琴等，
1999）。因此，研究揭示欧李具有钙素营养吸收的特
性，对其开发利用具有重要的现实意义。【前人研究
进展】笔者曾报道了野生欧李生长发育期叶片和果
实（花器官）中矿质营养元素（其中含钙元素）含量的
变化规律（马建军和张立彬，2004a），而果实中总钙
含量变化与不同形态钙的含量变化有关（马建军等，
2007），尤其是与树体内水溶钙和果胶钙含量变化密
切相关（马建军等，2008），这对于揭示野生欧李钙素
营养吸收特性具有重要推动作用。【本研究切入点】
目前，欧李果实发育期各组织器官中矿质营养元素
以及干物质积累与水分代谢的分配规律尚无系统研
究，钙素吸收与积累是否与其他矿质元素的吸收以
及干物质的积累和水分代谢有关，其内在机制尚未
南方农业学报 2011，42（5）：483-487
Journal of Southern Agriculture
Distribution of mineral nutrients, dry matter and moisture
contents and their correlations in different tissues and organs
of wild Cerasus humilis during fruit development stages
MA Jian- jun，RENYan- jun，DUBin，YUFeng- ming，ZHANGLi- bin，XIAOXiao
（Hebei Normal University of Science and Technology，Qinhuangdao，Hebei 066004，China）
Abstract：【Objective】The experiment was conducted to explicate the relationship and distribution of mineral nutri-
ents， dry matter and moisture content during fruit development stages of Cerasus humilis， and to elucidate the mechanism
of calcium accumulation in its fruits. 【Method】The distribution of mineral nutrients （Cu，Zn，Fe，Mn，Ca，Mg and K） in fruit-
ing bearing branches during the period of fruit development stages （young， hardening and maturity stages） was studied， and
its relationship with dry matters accumulation and moisture content in wild Cerasus humilis tissues and organs was analyzed.
【Result】The results showed the similar trend of distribution of Cu， Zn， Fe， Mn and Mg in different tissues and organs was
analyzed by the dry matter. The descending order of nutrient distribution was as follows: young tip>fruit>phloem>xylem. The
distribution trend of K was found similar to the moisture accumulation trend， and the descending order was fruit>young tip>
phloem>xylem. Ca was mainly found distributed in the younger tips followed by the phloem. The correlation of mineral nu-
trients distribution with dry matter and moisture content differed in different tissues and organs of Cerasus humili. A notice-
able correlation was found in K accumulation. 【Conclusion】The accumulation of dry matter and moisture content influ-
enced the uptake and accumulation of mineral nutrients in different tissues and organs of Cerasus humilis. The potassium
uptake and accumulation was found greatly correlated with the calcium uptake and accumulation in the fruits.
Key words： Cerasus humilis； fruit development stage； tissue and organ； mineral nutrient； dry matter； moisture；
relationship
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南 方 农 业 学 报
图 1 野生欧李果实发育期各组织器官干物质分配率变化
Fig.1 Variation of dry matter distribution ratio in wild Cerasus
humilis tissues and organs during fruit development stages
幼果膨大期 Young fruit in flating stage
硬核期 Core- har dening stage
成熟增长期Mature fruit inflating stage
干
物
质
分
配
率
（
%）
Dr
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幼果膨大期 Young fruit in flating stage
硬核期 Core- har dening stage
成熟增长期Mature fruit inflating stage
水
分
分
配
率
（
%）
W
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er
di
str
ib
ut
io
n
ra
tio
清楚。【拟解决的关键问题】通过分析野生欧李果实
发育期干物质和水分以及各种矿质营养元素的分配
率变化及相互间的相关性，为进一步探明野生欧李
钙素营养吸收机理提供基础理论依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
试验材料定值于河北科技师范学院园艺园林
（河北昌黎）试验站野生欧李资源圃内，树体丛生，株
高70~80 cm，10年生，3月上旬芽体开始萌动，始花期
为4月中旬，终花期为4月末，果实成熟期为8月上旬，
单果重5 g左右。
1. 2 试验方法
2001年采用随机区组设计，单株（丛）设为小区，
5次重复。分别在野生欧李果实幼果膨大期、硬核期、
成熟增长期3个阶段，选择遗传特性和着果量大体一
致，长75±2 cm、粗3.5±0.2 mm的结果基生枝，每株
（丛）从基部截取2条。先用自来水冲洗，再分别用蒸
馏水和去离子水洗净，然后将枝条的木质部、韧皮
部、果实（果肉+果核）、新梢各组织器官分解，分别测
定其鲜重。经105℃杀青15 min后，在70~80℃下烘
干，然后分别测定其干物重，并经研磨后待测各矿质
元素含量。
参照仝月澳和周厚基（1982）的方法，精确称取
经玛瑙研钵磨碎后的烘干样品 0.5~1.0 g，经
HNO3-HClO4混合酸（1 ∶5）消化处理后，消化液采用
3200型原子吸收分光光度计测定欧李各组织器官中
的Cu、Zn、Fe、Mn、Ca、Mg、K等元素含量，统计分析
采用SPSS 17.0软件完成。
各时期结果基生枝各组织器官中矿质元素的分
配率（%）=各时期各组织器官中矿质元素累积量（各
组织器官干物质质量与相应矿质元素质量分数的乘
积）/各时期结果基生枝的各组织器官相应矿质元素
累积量总和×100
各时期各组织器官中干物质（水分）分配率（%）
=各时期各组织器官中干物质（水分）的质量/各时期结
果基生枝的各组织器官干物质（水分）质量总和×100
2 结果与分析
2. 1 各组织器官干物质和水分分配率的变化
2. 1. 1 干物质分配率的变化 由图1可知，野生欧
李果实发育期各组织器官干物质分配总体表现为：
新梢＞果实＞木质部＞韧皮部。随果实发育进程，其木
质部、韧皮部和新梢中干物质分配率下降，而果实中
显著增加；幼果膨大期，干物质分配主要以新梢供应
为主，进入硬核期至果实成熟增长期，干物质分配逐
渐移至果实。说明欧李果实幼果膨大期干物质分配
主要以营养器官中积累为主，随着果实发育进程，干
物质分配主要向生殖器官中转移和运输。
2. 1. 2 水分分配率的变化 由图2可知，野生欧李
果实发育期各组织器官水分分配总体表现为：果实＞
新梢＞韧皮部＞木质部。随着果实发育进程，各组织器
官中水分分配率变化与干物质分配变化规律一致，
幼果膨大期，水分分配主要以新梢供应为主，进入硬
核期至果实成熟增长期，水分分配逐渐转移至果实。
说明欧李果实生长发育期，水分吸收和转移是欧李
果实干物质积累的主要运输动力之一。
2. 2 各组织器官矿质营养元素分配率的变化
2. 2. 1 Cu元素分配率变化 由图3-A可知，野生欧
李果实发育期各组织器官Cu分配总体表现为：新
梢＞果实＞韧皮部＞木质部。随果实发育进程，木质
部、韧皮部和新梢中Cu分配率总体下降，而果实中总
体增加，其中果实中硬核期较幼果膨大期增加了
19.26个百分点，而果实成熟增长期较硬核期增加不
明显。说明欧李果实发育期Cu分配以供应营养器官
为主，但进入果实硬核期后Cu分配向生殖器官转移。
2. 2. 2 Zn元素分配率变化 由图3-B可知，野生欧
李果实发育期各组织器官Zn分配总体表现为：新梢＞
果实＞韧皮部＞木质部。随着果实发育进程，木质部、
韧皮部中Zn分配率下降，果实中先增后降，其中果实
图 2 野生欧李果实发育期各组织器官水分分配率变化
Fig.2 Changes in distribution ratios of moisture content in dif-
ferent tissues and organs of wild Cerasus humilis during
different fruit development stages
木质部
Xylem
韧皮部
Phloem
果实
Fruit
新梢
Young tip
木质部
Xylem
韧皮部
Phloem
果实
Fruit
新梢
Young tip
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幼果膨大期 Young fruit in flating stage 硬核期 Core- har dening stage 成熟增长期Mature fruit inflating stage
木质部
Xylem
韧皮部
Phloem
果实
Fruit
新梢
Young tip
M
n分
配
率
（
%）
Di
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ib
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n
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of
M
n
木质部
Xylem
韧皮部
Phloem
果实
Fruit
新梢
Young tip
Ca
分
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率
（
%）
Di
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of
Ca
木质部
Xylem
韧皮部
Phloem
果实
Fruit
新梢
Young tip
马建军等：欧李果实中矿质元素、干物质和水分的分配及相关性
木质部
Xylem
韧皮部
Phloem
果实
Fruit
新梢
Young tip
Zn
分
配
率
（
%）
Di
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ib
ut
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n
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of
Zn
木质部
Xylem
韧皮部
Phloem
果实
Fruit
新梢
Young tip
Fe
分
配
率
（
%）
Di
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of
Fe
Fe
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（
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Fe
K分
配
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（
%）
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ut
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of
K
木质部
Xylem
韧皮部
Phloem
果实
Fruit
新梢
Young tip
图 3 野生欧李果实发育期各组织器官中矿质营养元素分配率的变化
Fig.3 Changes in distribution ratios ofmineral nutrients in different tissues and organs ofwild Cerasus humilis duringdifferent fruit
development stages
B C
D E
F G
Cu
分
配
率
（
%）
Di
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tio
of
Cu
木质部
Xylem
韧皮部
Phloem
果实
Fruit
新梢
Young tip
A
M
g分
配
率
（
%）
Di
str
ib
ut
io
n
ra
tio
of
M
g
中硬核期较幼果膨大期增加了8.85个百分点，进入
果实成熟增长期Zn分配率下降，而新梢中Zn分配率
逐渐增加。说明欧李在硬核期Zn分配转移主要以供
应营养器官为主，进入果实成熟增长期Zn分配也以
供应营养器官为主。
2. 2. 3 Fe元素分配率变化 由图3-C可知，野生欧
李果实发育期各组织器官Fe分配总体表现为：新梢＞
果实＞韧皮部＞木质部。随着果实发育进程，木质部和
韧皮部中Fe分配率先降后增，果实中下降，其中果实
成熟增长期较幼果膨大期下降了10.87个百分点，而
新梢中持续增加。说明欧李果实发育期Fe分配主要
向营养器官中转移和运输。
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南 方 农 业 学 报
2. 2. 4 Mn元素分配率变化 由图3- D可知，野生欧
李果实发育期各组织器官Mn分配总体表现为：新梢＞
果实＞韧皮部＞木质部。随着果实发育进程，木质部、
韧皮部和果实中Mn分配率先降后增，其中果实中硬
核期较幼果膨大期下降了5.82个百分点，果实成熟增
长期较硬核期增加了4.69个百分点，而新梢中先增后
降。说明果实硬核期Mn分配以供应营养器官为主，果
实成熟增长期Mn分配以供应生殖器官为主。
2. 2. 5 Ca元素分配率变化 由图3- E可知，野生欧
李果实发育期各组织器官Ca分配总体表现为：新梢＞
韧皮部＞果实＞木质部。随着开花期发育进程，各组织
器官Ca分配率变化与果实发育期的Mn分配率变化规
律一致，即木质部、韧皮部和果实中Ca分配率先降后
增，而新梢中先增后降；幼果膨大期至硬核期，木质
部、韧皮部和果实中Ca分配率下降，其中果实中较幼
果膨大期下降了5.27个百分点，新梢中Ca分配率明
显增加，说明此阶段Ca分配主要以供应营养器官为
主。进入果实成熟增长期，木质部、韧皮部和果实中
Ca分配率均增加，其中果实中较硬核期增加了6.12
个百分点，而新梢中Ca分配率下降，说明此阶段Ca分
配主要以供应生殖器官为主，而运输器官木质部和
韧皮部中Ca率同步增加，可以推断，欧李果实在成熟
增长期存在一个Ca吸收高峰。
2. 2. 6 Mg元素分配率变化 由图3- F可知，野生欧
李果实发育期各组织器官Mg分配总体表现为：新
梢＞果实＞韧皮部＞木质部。随着果实发育进程，木质
部和韧皮部中Mg分配率下降，果实中持续增加，其
中果实中硬核期较幼果膨大期增加了4.20个百分
点，果实成熟增长期较硬核期增加了25.34个百分
点，而新梢中先增后降。说明欧李果实发育前期Mg
分配主要供应营养器官为主，而进入果实成熟增长
期Mg分配向生殖器官转移。
2. 2. 7 K元素分配率变化 由图3- G可知，野生欧
李果实发育期各组织器官K分配总体表现为：果实＞
新梢＞韧皮部＞木质部。随果实发育进程，木质部、韧
皮部和新梢中K分配率明显下降，而果实中K分配率
明显增加，其中果实中硬核期较幼果膨大期增加了
39.35个百分点，果实成熟增大期较硬核期增加了
9.22个百分点。由此可见，欧李果实发育期K分配转
移主要以供应生殖器官发育为主。
2. 3 各组织器官中矿质元素与干物质和水分分配的
相关性
2. 3. 1 各器官中矿质元素与相应器官干物质和水分
分配的相关性 表1表明，野生欧李木质部和韧皮部
中矿质营养元素分配与干物质和水分分配均呈正
相关（除韧皮部中Fe外），其中木质部中Zn元素与韧皮
部中K元素分别与干物质分配达到极显著和显著水
平；果实中Cu、Zn、K、Mg元素与干物质和水分分配均
呈正相关，Fe和Mn元素与其呈负相关，但均未达显著
水平；新梢中Cu、Mg、K与干物质和水分分配均呈正相
关，Zn、Fe、Mn和Ca元素与其均呈负相关，其中Fe元素
与干物质分配达显著水平。由此看出，欧李各组织器
官中矿质营养分配与干物质和水分分配存在一定的
相关性，并相应影响矿质营养在各组织器官中的吸收
与分配。
表 1 欧李各组织器官中矿质元素与相应器官干物质及水分分配的相关性
Table 1 Correlation coefficients of mineral nutrients with dry matter and moisture content in different tissues and organs of wild Cerasus
humilis
Cu 0.973 0.923 0.947 0.695 0.890 0.983 0.821 0.676
Zn 1.000** 0.866 0.757 - 0.965 0.968 0.950 0.546 - 0.972
Fe 0.478 - 0.260 - 0.827 - 0.998* 0.255 - 0.453 - 0.951 - 0.996
Mn 0.851 0.950 - 0.353 - 0.427 0.702 0.866 - 0.079 - 0.404
Ca 0.650 0.913 - 0.048 - 0.320 0.451 0.810 0.231 - 0.295
Mg 0.961 0.971 0.843 0.882 0.867 0.902 0.959 0.894
K 0.996 0.999* 0.986 0.893 0.996 0.970 0.901 0.881
矿质营养
Mineral nutrient 木质部 Xylem 韧皮部 Phloem 果实 Fruit 新梢 Young tip 木质部 Xylem 韧皮部 Phloem 果实 Fruit 新梢 Young tip
干物质分配率 Ratio of drymatter distribution 水分分配率 Ratio of moisture content distribution
注：**和*分别表示0.01和0.05水平上的差异显著性。下同
Note：** and * represent significant difference at 0.01 and 0.05 levels，respectively. The same is followed in Table 2
2. 3. 2 果实中矿质元素与其他各器官中相应矿质元
素的相关性 随果实发育进程，欧李果实中矿质元素
分配与其他各组织器官中相应矿质元素分配存在一定
的相关性。由表2可知，野生欧李果实中矿质元素分配
与木质部和韧皮部中相应矿质元素分配的规律表现一
致，其中Ca、Mn元素呈正相关，其他元素呈负相关；新
梢中矿质元素分配与果实中相应矿质元素分配相关规
律除Zn元素呈正相关外，其他6种矿质元素均呈负相
关。总体可以看出，果实中K元素与其他各器官中K元
素分配的负相关最明显，其中韧皮部和新梢中达显著
水平。由此推断，各组织器官中K元素的吸收与分配在
影响果实钙素吸收与积累方面发挥作用。
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表 2 欧李果实中矿质元素与其他各器官中相应矿质元素的
相关性
Table 2 Correlation coefficients of fruits mineral nutrients with
other tissues and organs of wild Cerasus humilis
果实中矿质营养
Mineral nutrients
in fruit
Cu
Zn
Fe
Mn
Ca
Mg
K
其他各器官中相应矿质营养
Relevant mineral nutrients in other tissues and organs
3 讨论
野生欧李果实周年生长发育呈典型的“双S曲
线”，可明显划分为幼果膨大期、缓慢生长期（硬核期）
和成熟增长期3个时期，随着欧李果实的生长发育，干
物质积累明显增加，水分代谢明显增强，并且干物质
和水分在各组织器官中的分配随果实发育进程而发
生改变（张立彬等，1996；杜俊杰等，1992）。本研究结
果表明，野生欧李木质部、韧皮部和新梢中干物质和
水分分配率逐渐下降，而果实中干物质和水分分配率
明显增加。在幼果膨大期，干物质和水分分配主要以
供应新梢生长为主，进入硬核期至果实成熟增长期，
干物质和水分分配逐渐转移至果实。说明欧李果实幼
果膨大期干物质和水分分配主要以供应营养器官生
长为主，随着果实发育进程，干物质和水分分配主要
向生殖器官中转移和运输。
欧李各组织器官干物质和水分分配率的变化，将
影响欧李各组织器官矿质元素生理代谢。据马建军和
张立彬（2004b）研究表明，欧李果实中7种矿质营养元
素含量周年变化与果实周年生长的“双S曲线”发育进
程相对应，总体上表现出“下降—平缓（上升）—下降”
的变化规律，反映出果实周年生长发育、组织代谢与矿
质营养吸收利用的互动作用。幼果膨大期，营养器官中
干物质和水分分配明显高于生殖器官，与此期间正值
新梢生长高峰期相吻合（张立彬等，1996），此期各种矿
质营养元素分配均以供应新梢生长为主，由于此期果
实细胞分裂旺盛，与细胞分裂关系密切的矿质营养含
量随幼果生长发育消耗加剧，导致欧李果实之间、果实
与新梢之间竞争养分，这可能是造成大量落果（80%）
且持续时间长（7~10 d）的主要原因（张立彬等，1995a）；
进入硬核期阶段，果实细胞分裂和细胞生长缓慢，果实
处于缓慢生长状态，由于此期正值叶幕形成高峰（张立
彬等，1995b），因此矿质营养元素以新梢吸收和积累为
主，表现为与营养器官生长发育密切相关的矿质营养，
如Ca、Mn、Fe、Zn、Mg等元素分配率增加。同时，K分配
率极显著增加，与此期K元素含量极显著增加相吻合
（马建军和张立彬，2004a），这可能与K元素对果实细
胞生长及果实着色有显著促进作用的一种应激储备有
关；果实进入成熟增长期，果实中细胞体积迅速增大，
其干物质积累和水分分配明显增加，K、Mg、Ca、Mn等
元素分配率增加，而Fe、Zn元素分配率下降。本研究结
果表明，果实整个生长发育期中，K元素分配和转移量
最大，K不仅与干物质积累和水分代谢呈高度正相关
（表1），并且果实中K与新梢中K呈显著负相关（表2）。
这可能与K元素在植物体中容易移动且可以转移再利
用有关，也可能是影响欧李果实“高钙”吸收和转运的
重要内在机制，其机理仍需进一步深入研究。
4 结论
欧李果实发育期结果基生枝各组织器官中Cu、
Zn、Fe、Mn、Mg元素分配总体表现为：新梢＞果实＞韧皮
部＞木质部；K分配与水分分配变化规律一致，表现为：
果实＞新梢＞韧皮部＞木质部；而Ca元素在新梢中分配
居多，其次为韧皮部。随着果实发育进程，木质部和韧
皮部中除Fe外，其他6种元素分配率均下降；果实中
Ca、Mn分配率先降后增，Cu、Mg、K分配率持续增加，Zn
分配率先增后降，而Fe分配率持续下降；新梢中Mn、
Ca、Mg分配率先增后降，Zn、Fe分配率持续增加，Cu、K
分配率下降，其中K元素下降最明显；欧李各组织器官
干物质积累和水分代谢影响矿质营养吸收与积累，K
元素代谢对果实钙素吸收影响最大。
参考文献：
曹琴，杜俊杰，刘和，王利军. 1999. 野生欧李营养特性分析
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振海，黄卫东. 中国科协第二届青年学术会园艺学论文集.
北京：北京农业大学出版社：174-178.
（责任编辑 钦 洁）
木质部 Xylem
- 0.968
- 0.937
- 0.429
0.951
0.951
- 0.369
- 0.966
韧皮部 Phloem
- 0.868
- 0.511
- 0.873
0.770
0.621
- 0.532
- 0.997*
新梢 Young tip
- 0.991
0.247
- 0.951
- 0.910
- 0.812
- 0.965
- 0.999*
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